способ выработки растительно-белково-витаминной биомассы и устройство для осуществления способа

Формула изобретения

1. Способ выработки растительно-белково-витаминной биомассы, включающий измельчение растительной массы до размеров частиц, соответствующих размерам бактерий, смешение измельченной массы с осветленной бражкой метанового брожения, выращивание бактерий на субстрате, дезинтеграцию и стерилизацию биомассы, отличающийся тем, что выращивание бактерий на субстрате проводят до начала минерализации биомассы при круговом перемешивании субстрата, причем субстрат смешивают с зернистой насадкой, плотность материала которой меньше плотности субстрата.

2. Устройство для выработки растительно-белково-витаминной биомассы, содержащее вертикальный корпус со сплошными поперечными перегородками, образующими секции с размещенными в них лучевыми барботерами, и зернистой насадкой для иммобилизации бактерий, причем секции сообщены между собой переливными трубами, отличающееся тем, что переливные трубы на входном участке снабжены закраиной, снабженной по наружному периметру задерживающими элементами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к выработке растительно-белково-витаминной биомассы (РБВБ) при утилизации продуктов жизнедеятельности животных и птицы с последующим использованием в кормоприготовлении.

Известен способ выработки РБВБ, включающий измельчение растительной массы до размеров частиц, соответствующих размеру бактерий, смешение измельченной массы с осветленной бражкой метанового брожения, выращивание бактерий на субстрате, дезинтеграцию и стерилизацию биомассы, недостатком которого является низкое качество биомассы /1/.

Цель изобретения повышение качества биомассы.

Указанная цель достигается тем, что в способе выработки РБВБ выращивание бактерий на субстрате проводят до начала минерализации биомассы при круговом перемешивании субстрата, причем субстрат смешивают с зернистой насадкой, плотность материала которой меньше плотности субстрата.

Кроме того, устройство для осуществления способа, содержащее вертикальный корпус со сплошными поперечными перегородками, образующими секции с размещенными в них лучевыми барботерами и зернистой насадкой для иммобилизации бактерий, причем секции сообщены между собой переливными трубами, согласно изобретению, переливные трубы на входном участке снабжены закраиной, снабженной по наружному периметру задерживающими элементами.

Устранение минерализации диспергированной растительной массы и заселение ее бактериями, использующими биогенные элементы метановой бражки, позволяет зольную составляющую РБВБ по сравнению с известным активным илом. Смешивание субстрата с зернистой насадкой иммобилизует бактерии на интенсификацию роста и размножения, а соответственно, увеличения микробной массы в общей массе РБВБ. Круговые перемещения субстрата с зернистой насадкой, плотность которой меньше плотности субстрата, обеспечивает миграцию насадки с донных слоев в поверхностные и при биообрастании с поверхностных в донные, т.е. расселение бактерий и обогащение растительной массы микробной, т.е. белково-витаминной составляющей.

На фиг. 1 схематически представлен общий вид установки для выработки РБВБ; на фиг.2 узел I, включающий устройство для осуществления способа; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2.

Устройство для осуществления способа выработки РБВБ содержит вертикальный корпус 1 со сплошными поперечными вертикальный корпус 1 со сплошными поперечными перегородками 2, образующими секции 3 с размещенными в них лучевыми барботерами 4 и зернистой насадкой 5 для иммобилизации бактерий, причем секции 3 сообщены между собой переливными трубами 6, которые на входной участке 7 снабжены закраиной 8, снабженной по наружному периметру задерживающими элементами 9, а на сплошных поперечных перегородках 2 размещен периферийный барботер 10. Устройство для осуществления способа патрубком 11 сообщено с микрофильтром 12, а по РБВБ с дезинтегратором 13, теплообменником 14 и емкостью для товарной РБВБ 15. Для подготовки метановой бражки при выработке РБВБ используют последовательно размещенные гомогенизатор 16, отделитель 17 с измельчителем 18 для плавающих фракций, диспергатор 19, размещенные в корпусе, выполненном с перегородками камеры 20 кислого, 21 - регрессии кислого, 22 щелочного брожения, выполненные с перемешивающими устройствами 23 и секциями седиментации 24,25 и 26, образованными нитчатыми фильтрами 27, выполненными с патрубками 28 в средней части для отвода осветленной бражки и 29 отвода шлама и подкамерами метанового брожения, аналогичными по конструкции устройствам для осуществления способа, которые патрубками 11 сообщены с микрофильтрами 30 и дезинтеграторами 31, причем микрофильтр 30 подкамеры метанового брожения по осветленной бражке сообщен с диспергатором 32 и измельчителем 33, а по диспергированной растительной массе с устройством для осуществления способа.

Установка выработки РБВБ при осуществлении способа работает следующим образом.

Растительные отходы (корзинки подсолнечника, лузгу, кукурузные кочерыжки, стебли хлопчатника, хлопковый линт и т.д.), измельчают в измельчителе 33 и перемещают в диспергатор 32, в котором диспергируют совместно с метановой бражкой, поступающей из предкамеры метанового брожения через микрофильтр 30, причем диспергирование осуществляют до размеров частиц, соответствующих размеру бактерий. Субстрат, обработанный аэробными микроорганизмами в секциях 3 корпуса 1 при перемешивании с зернистой насадкой 5, выполненной из материалов, плотность которых меньше плотности субстрата (пемза, вспученный перлит, модифицированный цеолит и т.д.), при продувке воздухом из лучевых барботеров 4 и барботеров 10, размещенных на периферии секций 3, причем субстрат, со взвешенной в нем зернистой насадкой 5 и микроорганизмами, совершает круговые перемещения, что увеличивает продолжительность обработки, и через переливные трубы 6 переходит с вышележащих секций 3 на нижележащие. Переходу зернистой абразивной насадки 5 препятствует выполнение переливных труб 6 на входном участке 7 с закраиной 8, снабженной по наружному периметру задерживающими элементами 9, например, из струн или гибких нитей. Использование зернистой насадки 5 из материалов, плотность которых меньше плотности субстрата, основана на том, что плотность бактерии порядка 1050-1080 кг/м³, а плотность субстрата порядка 1000 кг/м³, а поэтому при биообрастании насадки 5 она погружается в субстрат, а при разрушении биообрастания эрозией зерен друг о друга всплывает, т.е. создается дополнительная миграция насадки 5 в субстрате, улучшающая заселение диспергированной растительной массы бактериями, повышение белково-витаминных качеств РБВБ. Субстрат, обработанный в корпусе 1, поступает в микрофильтр 12 из патрубка 11 для отделения жидкости. Концентрат РБВБ дезинтегрируют в дезинтеграторе 13, нагревают для стерилизации в теплообменнике 14 до температуры 90-95^oС, развозят емкостью 15 в качестве добавки в корм по объектам АПК.

Для обеспечения устройства для осуществления способа осветленной метановой бражкой продукты жизнедеятельности животных и птицы, т.е. навоз и помет усредняют по составу в гомогенизаторе 16, освобождают от плавающих фракций в отделителе 17. Плавающие фракции измельчают в измельчителе 18 и диспергаторе 19 и первичный субстрат направляют для сбраживания в камеры 20,21 и 22 при перемешивании устройствами 23 для иловой составляющей бражки. Из секций седиментации 24,25 и 26 по патрубкам 28 бражку отводят в предкамеры, аналогичные по конструкции устройствам для осуществления способа, описанными выше, в которых обогащают газовые фракции для получения из последнего корпуса 1 предкамеры биогаза. Первичный субстрат осветляют в микрофильтре и смешивают с растительной массой в диспергаторе 32 для образования вторичного субстрата, из которого получают РБВБ.

Комплексная обработка продуктов жизнедеятельности обеспечивает предприятия АПК кормовой добавкой, биогазом с одновременным оздоровлением экологической обстановки, причем вода после обработки может быть использована для гидросмыва и гидросплава.